(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対して接続された及び／又は一体に形成された関連する安全機構（３ａ）と接続された安全装置（３ｂ）とを有する安全継手（１）であって、継手ユニット（１’、３）を備えており、前記継手ユニット（１’、３）は、内側継手部材（１０）と外側継手部材（２０）との間に位置する成形された摩擦表面（７、７’）を有して、回転移動により、２つの同軸に配向された継手部材（１０、２０）、即ち第１の駆動内側継手部材（１０）と第２の被駆動外側継手部材（２０）との間でのトルク伝達を可能にし、ここで前記内側継手部材（１０）は前記摩擦表面（７、７’）に隣接するキャビティ（８）を備え、前記キャビティ（８）は、圧力が印加されると前記摩擦表面（７、７’）の方向へ膨張するものであり、
前記安全継手（１）は、前記継手ユニット（１’、３）のため、前記キャビティ（８）が膨張位置にある維持位置と、前記キャビティ（８）が非膨張位置にある解放位置と、の間で作動可能であり、
前記安全装置（３ｂ）は、事前に選択したトルク及び前記トルクによって前記第１の継手部材（１０）と前記第２の継手部材（２０）との間に発生する相対運動が過剰となった場合には、前記キャビティ（８）から圧力を排出し、前記安全継手（１）を前記維持位置から前記解放位置へ変位するように、前記安全機構（３ａ）によって作動させられるように構成され、
前記安全機構（３ａ）は、初期動作位置（「ｘ１」）と最終非動作位置（「ｘ２」）との間の選択された最大アーチ距離（「ｘ３」）に対応する、前記第１の継手部材（１０）と前記第２の継手部材（２０）との間の制限された相対移動が可能であるように構成され、
前記安全装置（３ｂ）は、前記安全継手（１）を前記解放位置へと瞬時に変位させ、
前記安全機構（３ａ）に割り当てられた手段（４０、４５）が、前記安全継手（１）の最終動作サイクルにおいて、前記初期動作位置から再び、後続の動作サイクル中の前記第１の継手部材（１０）と前記第２の継手部材（２０）との間の制限された相対移動を提供するために、前記安全機構（３ａ）を前記初期動作位置（「ｘ１」）へ復帰及び／又は変位させるように構成されていることを特徴とする安全継手（１）。
【請求項２】
前記初期動作位置（「ｘ１」）は、前記初期動作位置（「ｘ１」）と前記最終非動作位置（「ｘ２」）との間で、及び２つの前記継手部材（１０、２０）の選択された回転方向に応じて、前記初期動作位置（「ｘ１」）から反対方向に前記安全機構（３ａ）が変位できる最大アーチ距離（「ｘ３」）の範囲内となるよう選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の継手部材（１０）と前記第２の継手部材（２０）との間の前記制限された相対移動は、少なくとも１回転未満となるよう選択される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記継手部材（１０、２０）間で発生する前記相対移動が、前記選択された所定の最大アーチ距離（「ｘ３」）を超えると、前記安全機構（３ａ）は前記最終非動作位置（「ｘ２」）をとる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記キャビティ（８）は、瞬間的に開くように構成されたバルブアセンブリ（９）と相互作用する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記バルブアセンブリ（９）は、隣接するディスク（４１）の回転によって作動する切断動作によって開かれるように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記手段（４０、４５）は第１のディスク（４０；８０）を備え、
前記ディスク（４０；８０）は、第１の側（４０ａ；８０ａ）に沿って、接続して単一の円形の線を形成する１つ又は複数の周縁溝（４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３、４０ａ４）又はリッジ（８０ａ１、８０ａ２）を有し、
前記溝（４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３、４０ａ４）の長さ又は前記リッジ（８０ａ１、８０ａ２）間の前記アーチ距離は、前記安全機構（３ａ）の前記初期動作位置（「ｘ１」）と前記最終非動作位置（「ｘ２」）との間の選択された最大アーチ距離（「ｘ３」）に対応し、
停止手段（６）は、前記安全装置（３ｂ）をトリガするために前記溝（４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３、４０ａ４）又は前記リッジ（８０ａ１、８０ａ２）と相互作用するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスク（４０；８０）は、前記第１の側と反対方向を向いた第２の側（４０ｂ；８０ｂ）に沿って、中心（４０’）を向いた複数の内側ノッチ及び周縁に向いた複数の外側ノッチ（４０ｂ３；８０ｂ２）を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ノッチ（４０ｂ２、４０ｂ３、８０ｂ１、８０ｂ２）は、１つ又は複数のユニット（５０’、５０”）と適応的に係合可能であり、
前記ユニット（５０’、５０”）は、遠心力に作用する遠心力デバイス（５０）によって径方向に可動に配置された突起部（５０ａ）を有する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記遠心力デバイス（５０）は、低回転速度において前記内側ノッチ（４０ｂ２；８０ｂ１）と係合し、高回転速度において前記外側ノッチ（４０ｂ３；８０ｂ２）と係合するように構成されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスク（４０）の前記内側ノッチ（４０ｂ２）及び前記外側ノッチ（４０ｂ３）は、実質的に円形の中間溝（４０ｂ４）に向かって開くように構成され、
前記突起部（５０ａ）を有する前記ユニット（５０’、５０”）が前記中間溝（４０ｂ４）の位置に対応する径方向位置を取ると、前記安全機構（３ａ）は前記初期動作位置（「ｘ１」）に復帰する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスク（８０）の前記内側ノッチ（８０ｂ１）及び前記外側ノッチ（８０ｂ２）は、互いに対して１／２段階だけ接線方向に変位して配置される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記遠心力デバイス（５０）は、回転運動によって互いから径方向へ移動可能な、割り当てられた前記突起部（５０ａ）を有するユニット（５０’、５０”）を備え、ディスク（６０）上の径方向レール（６０ａ）と相互作用する径方向溝（５０ｂ）によってガイドされる、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記ユニット（５０’、５０”）は低速回転運動時又は無回転運動時、第１及び第２のバネユニット（５１”、５１’）によって内側の開始位置へと押圧される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
移動可能に配置された前記ユニット（５０’、５０”）の突起部（５０ａ）は、前記停止手段（６）と係合するために前記ディスク（４０；８０）と係合可能であり、
前記停止手段（６）は、強制的な回転によって前記バルブアセンブリ（９）を開放し、前記継手部材を前記解放位置にするように構成されている、請求項９又は１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に安全継手に関する。以下の説明において、用語「安全継手」は
ａ．継手ユニットと整合又は一体化された安全装置
ｂ．「動作」位置又は「非動作」位置へと作動させることができる安全機構のための安全装置であって、この安全機構は安全装置と一体として形成されるか又は安全装置から分離したユニットを形成する、安全装置
ｃ．１つの駆動継手部材及び１つの被駆動継手部材を有し、「ｂ」で説明した安全装置の形態の過負荷保護を備える、トルク伝達継手ユニット
の間の整合を意味する。
【０００２】
過負荷保護装置を有する安全装置は、伝達されるトルクが所定の値を超えるとすぐに、継手ユニットを「動作」位置（「オン」位置）から「非動作」位置（「オフ」位置）にし、ここでトルク伝達継手ユニットは、手段及び／又は安全装置の影響によって、トルクの伝達が起こると、継手又は継手ユニットを「動作」位置から「非動作」位置へと瞬時に切り替える。
【０００３】
よって安全装置は、トルクが所定の最大値未満である限り、継手ユニットを「動作」位置に維持するための「動作」位置を取り、一方でトルクが所定の最大値を超えるとすぐに、継手を「非動作」位置とするための「非動作」位置又は非動作化位置を取る。
【０００４】
本明細書で提案する実施形態のように、ひとたび上記所定の値を超えると、摩擦継手又は摩擦継手ユニットは、第１の駆動継手部材及び第２の被駆動継手部材とこれらの間に位置する摩擦表面との間の相対移動を生成する。
【０００５】
このような摩擦表面は、１つ又は複数の対向する同軸配置の円筒表面、１つ又は複数の同軸関係の平坦又は先細円形即ち円錐摩擦表面等として形成され得る。
【０００６】
以下に示すように、かつ本明細書で提案する実施形態のように、本発明は、トルク伝達継手ユニットに接続された円筒摩擦表面との安全継手として説明される。
【０００７】
本発明はまず、初期「動作」（維持）位置へ、又は最終「非動作」（解放）位置への、接続された「オン」／「オフ」継手ユニット、並びに様々な位置に制御可能かつ調整可能な安全機構と整合された安全装置を用いた、安全継手における応用を得ることを目的とする。
【０００８】
したがって、関連するタイプの安全継手は、回転運動によって、第１の駆動継手部材と、選択された摩擦継手又は摩擦継手ユニットの一部を形成する第２の被駆動継手部材との間での時間変化トルク等のトルクの伝達を可能とする。
【０００９】
更に本発明は、本発明の一態様によると、その動作に関し、事前に選択されたトルク及びこの高いトルクが第１の継手部材と第２の継手部材との間で発生する最大相対移動を超過した場合に、上述の作動可能な安全機構が、継手ユニットの継手部材を初期「動作」位置から「非動作」位置へ相対変位させるように作動することを必要とする。
【００１０】
したがって前記安全装置は、摩擦継手内の第１の継手部材と第２の継手部材との間で、制限されているものの最大である相対移動を可能としなければならず、この制限された相対移動は、初期「動作」位置と最終「非動作」位置との間の選択された弧角及び／又は選択されたアーチ距離に対応しており、上記「非動作」位置において、安全装置は、継手ユニットをその「非動作」位置へと瞬時に作動させることができ、これにより、継手の一部を形成する対向する摩擦表面を瞬間的に露出させることによって継手ユニットを介して過剰なトルクの伝達を瞬時に停止させることができる。
【００１１】
本発明は大型の岩石穿孔装置への応用に関し、これは、例えば道路及び／又は線路及び／又はトンネル及び／又は他の目的等のために岩石に穿孔するためのものであり、このような穿孔装置は、円形カッターヘッドの周囲に沿って分配されている複数の整合された穿孔ステーションに割り当てられる。
【００１２】
周囲に穿孔ステーションを有するこれらの穿孔装置は、連続した動作サイクル中に岩石に穿孔するよう設計され、各サイクルは始点及び終点を有し、第１の動作サイクルが終わると後続の第２の動作サイクルに変わり、同様の様式で連続する。
【００１３】
本発明は、安全装置並びに安全装置と継手ユニット及び安全機構との相互作用によって、比較的継続している高いトルクの「非動作」位置へと継手ユニットを迅速にトリガして、継手部材の間の最大相対移動を生成するためのものであるが、１回の動作サイクル中に発生する、高いが極めて短い所謂トルクピークを許容するためのものであり、従って継手ユニットのトリガを「非動作位置」へと作動させることはない。
【背景技術】
【００１４】
上述の技術領域に関連し、かつ一連の要件に適合する機能及び特徴を有する方法、装置及び構造は、様々な実施形態において既に公知である。
【００１５】
本発明が属する背景技術及び技術領域の例として、安全継手に接続するか又は安全継手と一体として形成され、安全機構と整合された、独国特許発明第４０２８１５８号明細書に開示の安全装置を挙げることができる。
【００１６】
安全継手は、適合された安全装置によって、上述の「オン／オフ」機能に関連して、初期動作（維持）位置へ、又は最終非動作（解放）位置へ作動させることができる。
【００１７】
これらのトルク伝達継手ユニットは、回転運動によって、第１の駆動継手部材と、第２の被駆動継手部材との間での（高い）トルクの伝達を可能とする。
【００１８】
上記安全装置は、事前に選択されたトルク及びこの高いトルクによって発生する第１の継手部材と第２の継手部材との間の相対運動が過剰となった場合に、安全機構によって作動されて、その初期動作位置からその最終非動作位置へ変位し、上記安全装置は、その初期動作位置とその最終非動作位置との間の選択された最大アーチ距離に対応する、第１の継手部材と第２の継手部材との間の制限された相対移動を可能とし、安全装置は、その内部にある、高圧下で媒質（水性エマルジョン、油）によって充填されたキャビティを瞬間的に排出することにより、継手ユニットが非動作位置へと作動されることを機械的に可能とする。
【００１９】
なお、２つの継手部材間で、これら２つの継手部材間に位置する摩擦表面にわたって発生する相対移動は、この目的のために利用される強い摩擦力並びにアーチ距離の長さ及び幅に関して極めて高い摩擦関連効果を生成できることに留意されたい。
【００２０】
安全機構を割り当てられた公知の安全継手は、継手部材間の制限された相対移動が主として所定の最大トルク値を超える短いトルクピークによってもたらされ、選択された最大アーチ距離を完全に利用するまで、全ての連続する動作サイクルそれぞれにおいて順次利用されて合計されるよう、及び、ある動作サイクル中に、最大アーチ距離より短い極めて小さい最終相対移動によって装置の最終非動作位置を達成できるよう、構成される。
【００２１】
公知の安全継手は、各動作サイクルの開始時に継手部材間で達成される相対移動の視覚的な観察、及びこの相対移動を決定するための容易に確認可能な方法を提供しない。
【００２２】
関連するタイプの安全継手がトリガされて最終非動作（解放）位置を取る際、トリガされた安全継手において安全継手を再び作動させることができるように、切断され開放されたバルブアセンブリの形態等の幅広手段が必要となり、このバルブアセンブリは交換しなければならず、安全継手のキャビティは、交換したバルブアセンブリを介して水性エマルジョン又は油で再加圧されなければならない。
【００２３】
これらの手段は、特にトリガされた安全継手が、穿孔ステーションに対して、地表面から高い場所等のアクセスできない場所及び位置にある場合、極めて厄介であることがわかっている。
【００２４】
したがって、上述の課題を解決できる改良された安全継手を開発する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、各動作サイクルに関して最大アーチ距離を再設定して利用することにより上述の課題を解決する、改善された安全継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
これは請求項１による安全継手によって達成され、この安全継手は互いに対して接続された及び／又は一体として形成された、関連する安全機構及び接続された安全装置を有し、回転運動によって２つの同軸に配向された継手部材、駆動内側継手部材と被駆動外側継手部材との間でトルクを伝達できる継手ユニットを備えており、これら継手部材は、内側継手部材と外側継手部材との間に配向された円筒及び／又は円形及び／又は円錐形摩擦表面を有し、ここで継手部材と一体化されている内側継手部材は、継手部材と一体化され摩擦表面に対面する、円筒又は円錐形に配向されたキャビティを備え、これは媒質（水性エマルジョン又は油圧）によって圧力を印加すると摩擦表面の方向に膨張し、ここで安全継手は、キャビティが膨張位置にある継手ユニットの初期動作維持位置へ、又は上記キャビティが非膨張位置にある継手ユニットの非動作解放位置へ作動可能な、関連する安全装置を有し、この作動可能な安全装置は、事前に設定したトルク及びこのトルクが第１の継手部材と第２の継手部材との間に発生する相対移動を超過した場合に、安全機構によって作動されて、キャビティから過剰な圧力を排出することによって初期動作位置から非動作位置へと変位し、これにより、上記安全装置は、その初期動作位置と最終非動作位置との間の選択された最大アーチ距離に対応する、第１の継手部材と第２の継手部材との間の制限された相対移動を可能とし、また安全装置は、継手ユニットをその非動作位置へと瞬時に作動させることができる。安全装置及び／又は安全機構に割り当てられた手段は、安全継手の最終動作サイクル中に、安全機構を初期動作位置の方向へ復帰／変位させて、この動作位置から、後続の動作サイクルにおける第１の継手部材と第２の継手部材との間の制限された相対移動を提供できるようにする、及び１回又は複数の先行する動作サイクルから発生した継手部材間の相対変位を、利用可能なアーチ距離に段階的に付加したり、そこから減少させたりできないようにすることができる。
【００２７】
好ましい実施形態では、初期位置は、安全機構が初期動作位置と最終非動作位置との間で、及び２つの継手部材の選択された回転方向に応じて初期動作開始位置から反対方向に変位できる、最大弧範囲の範囲内となるよう選択される。
【００２８】
別の実施形態では、継手の第１の継手部材と第２の継手部材との間の制限された相対移動は、常に数回転未満、例えば１回転、又は例えば１／４回転等の１回転の一部となるよう選択される。
【００２９】
好ましい実施形態では、継手部材間で発生する相対移動は更に、所定の移動パターンによって継手部材が非動作位置となるよう選択される。
【００３０】
代替実施形態では、キャビティは瞬間的に開くバルブユニットと相互作用する。
【００３１】
別の実施形態では、バルブアセンブリは、隣接するディスクの回転によって作動する切断動作によって開かれる。
【００３２】
代替実施形態では、この手段は第１のディスク、即ちキャリヤディスクを備え、このディスクはその片側に沿って形成された、連結されて円形の線を形成する１つ又は複数の周縁溝又はリッジを有し、溝の長さ又はリッジ間のアーチ距離は、継手ユニットの動作位置と非動作位置との間の選択された最大アーチ距離に対応し、停止手段は、安全装置をトリガするために溝又はリッジと係合する。
【００３３】
好ましい実施形態では、このディスクは、第１の側と反対方向を向いた第２の側に沿って、中心を向いた複数の内側ノッチ及び周縁に向いた複数の外側ノッチを備える。
【００３４】
別の実施形態では、第２の側は、遠心力で動作する遠心力デバイスによる径方向運動を可能とするために配置された突起部を有する、１つ又は複数のユニットと相互作用するノッチが割り当てられている。
【００３５】
代替実施形態では、遠心力デバイスは、低回転速度において上記内側ノッチと係合し、高回転速度において前記外側ノッチと係合する。
【００３６】
別の好ましい実施形態では、ディスクの内側ノッチ及び外側ノッチは、実質的に円形の中間溝に向かって開き、上記ユニット及び／又は突起部が中間溝の位置に対応する径方向位置を取ると、安全装置は継手ユニットの初期動作位置に復帰する。
【００３７】
代替実施形態では、ディスクの内側ノッチ及び外側ノッチは、互いに対して１／２段階だけ接線方向に変位しており、これにより、突起部が中間溝の位置に対応する径方向位置を取る場合に、安全機構がトリガされていない場合、回転速度がゼロとなることが保証される。
【００３８】
好ましい実施形態では、遠心力デバイスは、回転運動によって互いから径方向へ移動可能な、割り当てられた突起部を有するユニットを備え、ディスク又はハブプレート上の径方向トラックと係合可能な径方向溝によってその移動をガイドされる。
【００３９】
別の実施形態では、上記ユニットは低速回転運動時又は無回転運動時、第１及び第２のバネユニットによって内側の開始位置へと押圧される。代替実施形態では、移動可能に配置されたこれらユニットの突起部は、上記停止手段と係合するためにキャリヤプレートとのみ係合でき、この停止手段は、強制的な回転によって上記バルブアセンブリを開放するよう及び継手部材を非動作解放位置にする。
【００４０】
本発明と関連する重要な特徴を有する先行技術及び現在提案されている実施形態について、例示を目的として添付の図面を参照して以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、安全継手がトルク伝達継手ユニットに接続された、駆動ユニット及び非駆動ユニットを有する公知のデバイスを示し、これらユニットは、継手ユニットが割り当てられた操作可能な安全装置及び安全装置と整合された操作可能な安全機構と整合されている。
【図２】図２は、本発明にとって重要な、安全継手内の操作可能な安全装置（右）と安全装置が作動させる安全機構（左）との間の整合の側断面図である。
【図３】図３は、割り当てられたキャビティに属する継手ユニット及びバルブアセンブリの拡大図であり、バルブアセンブリは、封止位置において非圧縮性加圧によって継手の２つの継手部材を作動させて初期動作（維持）位置とすることができ、また開位置において上記圧力を継手デバイスのキャビティ内で作動させることによって、継手の２つの継手部材を非動作状態として非動作（解放）位置とすることができる。
【図４】図４は、図２による安全継手の内部の一部を形成する作動可能な安全機構の側断面図である。
【図５】図５は、遠心力装置の一部を形成する２つのユニットのうちの１つを示すが、明確化のために第１のバネアセンブリを省略している。
【図６】図６は、周方向に配向されたノッチ又は凹部を有する、キャリヤディスクの一方の円形側部を示し、ノッチ又は凹部の第１のセットはディスクの中心と反対側を向くように配置され、ノッチ又は凹部の第２のセットはディスクの中心を向くように配置され、これら凹部はその間にある円形の、幅狭に形成された溝によって互いから分離されており、この溝は凹部の開いた対向する部分を連結する。
【図７】図７は、連結して１つの円形の線を形成する周方向に配向された４つのトラックを有する、キャリヤディスクの第２の円形側部を示し、各トラックは、安全機構が安全装置を作動させることによって継手ユニットがトリガされて非動作（解放）位置となる前の、第１の継手ユニットと第２の継手ユニットとの間の最大であるものの制限された相対移動に対応する最大アーチ距離内において、自由な移動距離を画定する。
【図８】図８は、安全継手のトリガディスクの一方の側面の斜視図であり、このトリガディスクは、径方向リッジによって、第１のバネアセンブリ内のバネを介して、遠心力デバイスと関連する２つのユニットを、近位接続位置から中心へ向かって、遠心力の効果の周縁に隣接する位置へと径方向にガイドできるようになっている。
【図９】図９は、安全継手のトリガディスクの第２の側面の斜視図であり、中心に位置する溝型の凹部を介して、安全継手の近傍に位置するトリガスイッチリングと係合してこれを回転させ、継手ユニットを露出させる。
【図１０】図１０は、安全継手ハウジングとこれが含む要素との間の、高速かつ所定の値を超える印加トルクにおける回転運動の斜視図である。
【図１１】図１１は、安全継手ハウジングに対するキャリヤプレートの復帰を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、キャリヤディスクの代替例の一方の円形側部の斜視図であり、周方向に配向されたノッチ又は凹部を有し、ノッチ又は凹部の第１のセットはディスクの中心に対向するように配置され、ノッチ又は凹部の第２のセットはディスクの中心を向くように配置され、これら凹部は互いに対して接線方向に変位する。
【図１３】図１３は、連結して１つの円形の線を形成する周縁に配置された２つのリッジを有する、キャリヤディスクの第２の円形側部の斜視図であり、その相互のアーチ距離は、安全機構が安全装置を作動させることによって継手部材がトリガされて非動作（解放）位置となる前の、第１の継手部材と第２の継手部材との間の最大であるものの制限された相対移動に対応する最大アーチ距離内において、自由な移動距離を画定する。
【図１４】図１４は、第１の動作サイクル及び後続の動作サイクル中の仮想トルクの時間的分布をトルクピークと共に示し、ここでガイド用安全機構は、選択された最大アーチ距離又は初期動作位置と最終非動作位置より前の各中間位置との間の移動距離に対応する、第１の継手部材と第２の継手部材との間の制限された相対移動を可能とする。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明と関連する重要な特徴を示しかつ以下の図面に示す図において明示されている、現在提案されている実施形態に関する以下の説明において、発明的思想を明示することを主目的として、用語及び特定の用語法を選択していることを初めに確認しておかなければならない。
【００４３】
しかしながら、本明細書の文脈において、ここで選択した表現は本明細書で選択され利用されている用語のみへの限定として理解されるべきではなく、寧ろこのように選択された各用語は、それによって同一の又は実質的に同一の意図及び／又は技術的効果を達成するために同一の又は実質的に同一の様式で動作する全ての技術的均等物も含むものと解釈されるべきであることに留意されたい。
【００４４】
添付の図１〜１４を参照すると、当該技術分野において公知の原理のみならず本発明に関する原理が概略的及び詳細に提示されており、これにより、本発明に関連する重要な特徴は、
以下により詳細に説明する現在提案されている実施形態によって実証される。
【００４５】
図１は、単一のユニット２として相互接続及び一体化された安全装置３ｂ及び／又は安全機構３ａ、並びに被ガイド及びガイド用安全装置３ｂに接続される及び／又は一体形成されたトルク伝達継手ユニット３を有する、安全継手１を示し、ここで、継手ユニット３の初期「動作」（維持）位置へ又は「非動作」（解放）位置へと作動可能な関連する安全機構３ａを有する安全継手１は、回転運動によって第１の駆動継手部材１０と第２の被駆動継手部材２０との間でトルクを伝達でき、上記作動可能な安全装置３ｂ及び／又は安全機構３ａは、事前に選択された高いトルク及びこのトルクによって第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間に発生する相対移動が過剰となった場合に作動されて、継手ユニット３及び継手部材１０、２０の初期動作位置及び中間位置から最終非動作位置へと変位する。
【００４６】
したがって上記被ガイド安全装置３ｂは、初期動作位置と最終非動作位置との間の選択されたアーチ距離に対応する第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間の最大アーチ距離内の、制限された移動及び移動距離を可能とし、ここで安全機構３ａはこの距離を移動した後、継手ユニット３及びその継手部材１０、２０を作動させて非動作解放位置とすることができる。
【００４７】
より詳細には、図１は公知のシステム「Ａ」を図示しており、このシステムにおいてモータユニット４は、安全機構３ａを介して駆動シャフト４ａ上で被ガイド「オン−オフ」安全装置３ｂを駆動でき、これらは互いに整合及び一体化される。
【００４８】
継手ユニット３は順に、回転運動及びトルク伝達によって、出力シャフト１ａを介して穿孔ユニット５’又はその均等物を駆動するユニット５と協働する。
【００４９】
本発明は、以下を備える公知の安全継手１に基づく。
ａ．継手ユニット３と一体部品を形成する安全装置３ｂ；
ｂ．この安全装置３ｂは図１に示すように安全機構３ａと整合されていなければならず、これらは互いに一体として整合される；及び
ｃ．ここに図示した摩擦継手１’等の安全継手１の形態のトルク伝達継手ユニット。
【００５０】
安全継手１は、継手部材１０、２０の初期動作（維持）位置へ及び非動作（解放）位置へと作動可能な接続された安全装置３ｂを有し、ここで摩擦継手１’は回転運動して、第１の駆動入力継手部材１０と第２の被駆動出力継手部材２０との間でトルクを伝達可能にする。
【００５１】
上記作動可能な安全装置３ｂは、事前に選択したトルク及びこのトルクによって発生する第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間の相対移動が過剰となった場合に、これと整合された安全機構３ａによって作動され、初期動作位置から非動作位置への変位を可能とする。
【００５２】
したがって上記安全装置３ｂは、初期動作位置（「ｘ１」）、各中間位置及び最終非動作位置（「ｘ２」）の間の（位置「ｘ１」と位置「ｘ２」との間の）選択された最大アーチ距離における、第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間の（図７及び図１４の経路「ｘ３」に沿った）制限された相対移動を可能とし、ここでは安全機構３ａは安全装置３ｂと機械的に連結されるものとして示されており、継手ユニット３及び摩擦継手１’を非動作位置１１へ瞬時に作動させることができる。
【００５３】
既に示した安全機構３ａは、キャビティ８に接続されたバルブアセンブリ９のための、キャビティを瞬間的に開いて排出しかつ摩擦表面７、７’と相互作用することによって摩擦継手１”の継手部材１０、２０を露出させるための条件を生成することによって、最大トルクを瞬間的に超過するそれ自体短いピークトルクが、「最終」動作サイクルに関して、瞬間的に安全装置３ｂをトリガするまで、第１の動作サイクルＡ１から各連続した動作サイクルへの、最大トルク「ｘ２」を超過する一時的なトルクピークの「保存」を可能とするように設計される。
【００５４】
本発明は主に、各動作サイクルの終点において安全機構３ａを開始位置に復帰させ、従って間接的に、安全装置３ｂを、継手部材の相互の相対変位に関係なく可能な最大弧距離を有する初期位置とすることができる、安全機構３ａの新規の設計及び新規の構成に基づく。
【００５５】
図２〜９には、安全継手１及び／又は安全機構３ａに割り当てられた安全装置３ｂをトリガするための手段６（この手段６は安全機構３ａに直接割り当てられており、これについては以下により詳細に説明する）が現在提案されている実施形態として図示されている。
【００５６】
この手段６は、安全継手１の各最終動作サイクル（図１４参照）の間に、継手ユニットの安全機構３ａを初期動作位置「ｘ１」の方向へ変位させることができるよう、並びに、各後続動作サイクルＡ２、Ａ３において、第１の継手部材１０及び第２の継手部材２０に位置「ｘ１」と位置「ｘ２」との間の所定の最大相対運動「ｘ３」を提供することができ、そこから再び変位させることができる。
【００５７】
初期位置「ｘ１」は、位置「ｘ１」と位置「ｘ２」との間の最大弧範囲「ｘ３」の範囲内となるよう選択されるべきであり、ここで安全機構３ａは、安全装置３ｂと共に、初期動作位置から２つの最終非動作位置のうちの一方へ変位でき、並びに初期動作位置と最終非動作位置との間で、及び２つの継手部材１０、２０の選択された回転方向に応じて共通の初期動作開始位置から反対方向に変位できる。
【００５８】
制限された相対移動「ｘ３」は、選択された回転数が常に１回転未満となるように選択され、図７に示した例示的実施形態では、選択された相対移動及び移動距離は１／４回転であり、各停止位置「ｘ２」について１回転である。
【００５９】
安全継手１は、内側継手部材１０と外側継手部材２０との間に配置された円筒摩擦表面７、７’を有する、２つの同軸に配向された継手部材１０、２０を備え、ここで内側継手部材１０は、円筒摩擦表面７、７’に隣接して配置された円筒キャビティ８を有し、この円筒キャビティ８は媒質８’の圧力の印加によって摩擦表面７、７’に対して径方向に膨張して、摩擦関連圧力を発生させ、これによりキャビティは、図３に示すようにバルブアセンブリ９と相互作用し、このバルブアセンブリ９は自由に配向され、また、継手部材１０、２０間に相対移動が発生した場合に、継手部材１０のバルブアセンブリ９と固定係合する隣接するディスク４１の回転運動によって開放される、例えば切断される。
【００６０】
安全機構３ａは、以下に更に詳細に説明する以下の構成部品を備える：
例えば周縁フランジ３１へのボルト又はネジによって外側継手部材２０に接続されるハウジング３０；
バルブアセンブリ９の突起頂部９’を受承するための周縁凹部４２を有するディスクとして形成された、スイッチリング４１（スイッチパイプとも呼ぶ）；
スイッチリング４１上の突起部４１ａを受承するための溝６０ｃによってスイッチリング４１に固定接続された、ハブプレート６０；
片側４０ａに、連結されて単一の円形の線を形成する１つ又は複数の周縁溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４を備え、もう一方の側４０ｂに、頂部を有するリッジを形成する周縁に配置された複数のノッチ又は凹部４０ｂ２、４０ｂ３を備える、駆動プレート又はキャリヤプレート４０；
ハブプレート６０と駆動プレート４０との間で径方向に移動可能に配置された、ハブプレート６０内の径方向レール６０ａと相互作用する径方向溝５０ｂを備えるトリガ要素５０’及び平衡錘要素５０”を有する、遠心力デバイス５０であって、トリガ要素５０’はまた、駆動プレート４０の凹部４０ｂ２、４０ｂ３に係合する。突起部５０ａを備える、遠心力デバイス５０；並びに
復帰バネ４５及びブラケット４６を介して駆動プレート４０に接続され、またディスク４０の第１の側４０ａの溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４に係合する停止ネジ又はボルト６の形態のトリガ手段６を備える、カバープレート又は蓋部７０。
【００６１】
ハウジング３０は、ハウジングの内部空間に同軸に配置された、ハブプレート６０、トリガ要素５０’、平衡錘５０”及び駆動プレート４０を囲み、このハウジング３０の境界は、その一端において壁３２によって、及び他端において周縁ネジ又はボルトを用いてハウジング３０に固定接続されたカバープレート７０によって定められる。スイッチリング４１はネジ又はボルトによって、ハウジング３０の壁３２の外側上においてハブプレート６０に固定接続され、これによって突起部４１ａ及び溝６０ｃが、壁３２の中央に位置する開口を通して互いに係合する。
【００６２】
図２及び図４〜７に示す駆動プレート４０は、一方の側４０ａに沿って、接続されて単一の円形の線を形成する１つ又は複数（この場合は４つ）の溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４を有して形成され、これらの溝の最大弧長即ち長さ「ｘ３」は、図１４で「ｘ」として示す、安全継手１の動作位置「ｘ１」、全ての中間位置「ｘ３」及び非動作位置「ｘ２」の間の選択された最大距離又は移動距離に対応し、距離「ｘ３」において、継手部材１０、２０は、作動された対向する摩擦表面７、７’を介した係合位置を取ることができる。
【００６３】
図６によると、駆動プレート４０は、第１の側４０ａと反対側を向いている第２の側４０ｂに沿って、実質的に円形の周縁溝４０ｂ１を有して形成され、この溝は、中心４０’と反対方向を向いた複数の内側ノッチ又は凹部及び中心４０’の方向を向いた外側ノッチ又は凹部４０ｂ３を有して形成され、これら内側ノッチ又は凹部４０ｂ２及び外側ノッチ又は凹部４０ｂ３は、中間の、実質的に円形の幅狭に形成された（溝４０ｂ１と対応する）溝４０ｂ４に向かって開く。他方の側４０ｂのノッチ又は凹部４０ｂ２、４０ｂ３は、トリガ要素５０’上の突起部５０ａと係合し、このトリガ要素５０’は、駆動プレート４０とハブプレート６０との間で径方向に可動に配置される。トリガ要素５０’（及び平衡錘要素５０”）は、バネユニット５１’、５１”及びガイド手段５２’、５２”が係合する孔５０ｃを備える。バネアセンブリ５１’はトリガ要素５０’に、径方向内向きの力を印加して、これを径方向内向きに圧迫する。低回転速度において、この内向きの力は遠心力より大きく、トリガ要素５０’はその内側位置に保持され、これによって突起部５０ａは駆動プレート４０の内側凹部４０ｂ２と係合する。より高い回転速度において、この内向きの力は遠心力より小さく、トリガ要素５０’は外側位置へと押圧され、これによって突起部５０ａは駆動プレート４０の外側凹部４０ｂ３と係合する。
【００６４】
したがって遠心力デバイス５０は、トリガ要素５０’上の上記突起部５０ａを介して、第１のバネユニット５１’の低速回転時には上記内側ノッチ又は凹部４０ｂ２と係合し、そして遠心力による高速回転時には、外側の、周縁に分布するノッチ又は凹部又は切欠部４０ｂ３と係合する。
【００６５】
前記突起部５０ａが、中間溝４０ｂ４（４０ｂ１）の位置に対応する位置を取る場合、安全機構３ａ及び安全継手１の継手部材１０、２０は、その初期動作位置を再び取り、これによって、後続の各動作サイクルＡ２、Ａ３における継手部材１０、２０間の相対移動に関して、位置「ｘ２」への許容された移動距離「ｘ３」のための開始位置「ｘ１」が形成される。
【００６６】
この変位は、中心位置にある復帰バネアセンブリ４５を用いて作動及び達成される。
【００６７】
遠心力デバイス５０は、回転運動によって互いから径方向に可動である２つのユニット、トリガ要素５０’及び平衡錘要素５０”を有し、これは突起部、即ちユニット５０のための突起部５０ａを有し、これによって、図８及び９によると、ハブプレート６０の径方向レール６０ａと協働する径方向溝５０ｂによって径方向に移動するようガイドされる。このディスク６０は円筒リム６０ｂ及び外側溝６０ｃを有する。この溝は、ディスク４１の回転のために突起部４１ａと固定係合していなければならない。
【００６８】
回転運動によって互いから径方向に可動であるこれらのユニット５０’、５０”は、第１及び第２のデバイス５０’、５０”のための第１及び第２のバネユニット５１’、５１”によって、その内側開始位置へと押圧され、この内側開始位置では、低回転運動時又は無回転運動時には図４に示すように突起部５０ａがノッチ又は凹部４０ｂ２と係合し、高回転速度において遠心力によって突起部５０ａが径方向に変位するとノッチ又は凹部４０ｂ３と係合する。
【００６９】
可動構成のデバイス５０’上の突起部５０ａは、駆動プレート４０を介して溝４０ｂ２又は４０ｂ３と係合し、これによって例えばスイッチリング４１を用いてバルブアセンブリ９の切り替え機能を形成し、このスイッチリング４１は、キャビティ８を排出して継手部材１０、２０を非動作位置とするために、強制的な回転によって上記バルブアセンブリ９を切り替えて瞬間的に開く。
【００７０】
動作時、本発明による装置は図１０、１１に示すように以下のような様式で機能する。第１の継手部材１０から第２の継手部材２０に伝達されるトルクが所定の値を超過すると、継手部材１０、２０は互いに対して変位する。この相対移動はハウジング３０に対するスイッチリング４１の回転を通して安全機構３ａを作動させ、このスイッチリング４１は、バルブアセンブリ９の頂部９’を周縁に配置された凹部４２内に受承することによって第１の継手部材１０に接続されている。ハウジング３０は第２の継手部材２０との固定接続によってその位置を維持する。スイッチリング４１の回転運動は、スイッチリング４１の突起部４１ａとハブプレートの溝６０ｃとの間の相互作用を介して、ハブプレート６０に伝達される。
【００７１】
回転運動は更に、レール６０ａと溝５０ｂとの間の係合によって、ハブプレート６０から遠心力デバイス５０へ伝達される。回転速度に左右されるトリガ要素５０’の径方向位置に応じて、突起部５０ａは駆動プレートの内側ノッチ４０ｂ２又は外側ノッチ４０ｂ３と係合する。従って回転運動は、溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４を介して停止ネジ６と係合する駆動プレート４０に伝達される。駆動プレート４０が回転すると、復帰バネ４５がその初期位置から延伸して、駆動プレート４０に作用する復帰付勢力を生成する。
【００７２】
回転運動が事前に選択した最大距離「ｘ３」を超過すると、図７において位置「ｘ２」で示すように、停止ネジ６は溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４の端部と当接し、ハウジング３０に対する駆動プレート４０（及び遠心力デバイス５０、ハブプレート６０及びスイッチリング４１）の更なる回転を防止する。従って、第１の継手部材１０に更にトルクを印加すると、バルブアセンブリ９の頂部９’がスイッチリング４１の切断４２によって破断又は切断され、これによってバルブアセンブリ９が開いてキャビティ８が排出される。キャビティ８内の圧力が排出されると、継手部材１０、２０は非動作解放位置となる。
【００７３】
継手部材の回転運動が選択された最大距離「ｘ３」未満、例えば３６°である場合、停止ネジ６は位置「ｘ２」において溝４０ａ１、４０ａ２、４０ａ３及び４０ａ４の端部と当接しない。従ってバルブアセンブリ９は完全な状態のままとなり、安全装置３ｂをトリガできない。
【００７４】
その後回転速度が低下すると、遠心力デバイス５０のトリガ要素５０’はバネアセンブリ５１’によって、突起部５０ａが駆動プレート４０のノッチ４０ｂ２、４０ａ３と係合せず中間溝４０ｂ４内に位置するような位置まで径方向に内向きに押し戻される。これは、駆動プレート４０が遠心力デバイス５０に対して自由に回転できることを意味する。駆動プレート４０が復帰バネ４５の付勢力の影響下にあるため、駆動プレート４０は自動的に、図７において位置「ｘ１」で示すようなその原位置へと回転して戻り、ここで停止ネジ６は再び最大アーチ距離「ｘ３」だけ移動して安全装置をトリガしなければならない。
【００７５】
上述のように、突起部５０ａの径方向位置は安全継手１の回転速度に左右される。従って所定の速度において、突起部５０ａが停止して駆動プレート４０の中間溝４０ｂ４内に残る危険があり、これは、継手部材１０、２０間のトルクピークによって発生する回転運動が最大アーチ距離「ｘ３」を超過しているにもかかわらず安全装置３ｂのトリガに失敗するという事態を引き起こし得る。
【００７６】
図１２及び１３に図示した代替実施形態では、駆動プレート８０はその第１の側８０ａに、接続されて円形の線を形成する、周縁に配置された複数のリッジ８０ａ１、８０ａ２を備える。リッジ８０ａ１、８０ａ２間のアーチ距離８０ａ３、８０ａ４は選択された最大アーチ距離「ｘ３」に対応し、この場合、停止ネジ６はリッジ８０ａ１、８０ａ２に当接して安全装置３ｂをトリガする。駆動プレート８０はその他方の側８０ｂにおいて、駆動プレート４０と同様に、実質的に円形に配置された複数の周縁の内側及び外側ノッチ又は凹部８０ｂ１、８０ｂ２を備える。駆動プレート８０と駆動プレート４０との違いは、内側ノッチ８０ｂ１が外側ノッチ８０ｂ２に対して、好ましくは１／２段階だけずれていることである。更に、ノッチ８０ｂ１、８０ｂ２は、中間溝が形成されないように適合され、即ち、ノッチ８０ｂ１、８０ｂ２を画定する縁部が径方向に実質的に重なっており、これによってトリガ要素５０’の突起部５０ａがノッチ８０ｂ１、８０ｂ２と係合しない径方向位置で停止しないようになっている。
【００７７】
したがって、駆動プレート８０を再設定すると、突起部５０ａは回転速度が上下する間に、ノッチ８０ｂ１、８０ｂ２間で径方向に内向き及び外向きに鋸歯状の運動をすることになる。好ましくはノッチ８０ｂ１、８０ｂ２は、２つの連続する内側ノッチ８０ｂ１又は外側ノッチ８０ｂ２の接線方向の分配が、リッジ８０ａ１、８０ａ２間のアーチ距離、即ち選択された最大アーチ距離「ｘ３」に対応するよう形成される。
【００７８】
図１４を参照すると、初期動作位置「ｘ１」と非動作位置「ｘ２」との間の選択された最大距離「ｘ３」に対応する、安全継手１の第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間の制限された相対移動を可能にする、被ガイド安全装置３ｂ及びガイド用安全機構３ａを参照して、本発明の機能を示しており、ここで、トリガされない状態での全動作サイクル、第１の継手部材１０と第２の継手部材２０との間の制限された最大相対移動「ｘ３」未満の相対移動の提供、並びに連続する全ての動作サイクルの初期位置への移動及びその維持を可能とするために、第１の動作サイクルＡ１、第２の動作サイクルＡ２、第３の動作サイクルＡ３を示している。
【００７９】
したがって図１４は、より連続的なトルク伝達（図示せず）のうちの選択された独立した部分における時間（ｔ）分布を示すトルク／時間の表を提供するためのものであり、これらは初期値「ｘ１」未満であり、継手部材１０、２０間の相対移動をもたらさないが、これにより、短いトルクピークの形態の各トルク伝達値によって、「ｘ１」を超過した際に多少の相対移動がもたらされ、値「ｘ２」への及びこの値を超える完全な変位運動が発生すると安全継手１が停止する。
【００８０】
図１４は３つの異なる動作サイクルＡ１、Ａ２及びＡ３を示し、第１の動作サイクルＡ１は４つの別個の時間分布（ｔ）及び短いトルク伝達を示し、第１及び第３のトルクピークは継手部材１０、２０間の相対移動及びこれに対応するディスク４０の回転を発生させず、第２及び第４のトルクピークはそれぞれ、互いに加算されて値「Ｍ１」となる、値「ｘ３」以内の短い相対回転を引き起こし、そして第１の動作サイクルＡ１は終了し、値「Ｍ１」は安全機構３ａによって値「Ｍ０」又は値「ｘ１」の範囲内となることができる。
【００８１】
「Ｍ」に関する値は、図１４において「ｘ」軸に沿ってプロットされる。
【００８２】
第２の動作サイクルＡ２の間、単一の高いピークトルクが発生し、これは値「ｘ２」への及びこの値を超える相対移動を発生させ、安全継手は「Ｍ２」及び値「ｘ２」においてトリガされる。
【００８３】
続いてバルブアセンブリ９を交換し、キャビティを加圧下において水性エマルジョン及び／又は油等の媒質８’で再び充填しなければならない。第３のサイクルＡ３の間、図示したように３つの別個のトルク伝達が発生し、これら２つはそれぞれ、継手部材１０、２０の小さな相対変位「Ｍ３」を発生させ、これら２つの相対変位を互いに加算して、後続のサイクル（図示せず）を作動させて移動変位を原値「Ｍ０」又は原位置「ｘ１」に復帰させる。
【００８４】
図２は、参照番号を用いて、２つのディスク４０、６０間の配向及び相互作用を示す。
【００８５】
当然、本発明は上述の例示的実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項に示す発明的思想の範囲内で修正されうる。
【００８６】
特に、本明細書で示した各ユニット及び／又は回路を、所望の技術的機能を達成できる範囲内において説明される他のいずれのデバイス及び／又は回路と組合せてよい。
【図１】
0005671654.tif 000002
【図２−３】
0005671654.tif 000003
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005671654.tif 000006
【図７】
0005671654.tif 000007
【図８】
0005671654.tif 000008
【図９】
0005671654.tif 000009
【図１０】
0005671654.tif 000010
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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